海洋能

海洋能，指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。^[1]

海洋能 

ocean energy 

定义1：蕴藏在海洋中的可再生能源。包括潮汐能、波浪能、海流及潮流能、海洋温差能和海洋盐度差能。 

应用学科：电力（一级学科）；可再生能源（二级学科） 

定义2：蕴藏在海洋中的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海洋温差能、海浪能、潮流能和海水盐差能，广义还包括海洋能农场。 

应用学科：海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海洋能开发技术（三级学科） 

海洋受到太阳，月亮等星球引力以及地球自转、太阳辐射等因素的影响，以热能和机械能的形式蓄在海洋里。海洋能主要包括潮汐能、波浪能、洋流能等动能量和海洋温差能、海水盐差能、海洋渗透能等，有专家估计，全世界海洋能的蕴藏量为780多亿千瓦，其中波浪能700亿千瓦，潮汐能30亿千瓦，温度差能20亿千瓦，海流能10亿千瓦，盐度差能10亿千瓦。

潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其他星球引力，其他海洋能则源自太阳辐射。海水温差能是一种热能。低纬度的海面水温较高，与深层水形成温度差，可产生热交换。其能量与温差的大小和热交换水量成正比。

潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是机械能。潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比。波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。

在河口水域还存在海水盐差能（又称海水化学能），入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透，可产生渗透压力，其能量与压力差和渗透能量成正比。

1、海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。

2、海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生。

3、海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐、潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。

4、海洋能属于清洁能源，开发海洋能对环境污染影响很小。

1、潮汐能

因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量成为潮汐能。潮汐与潮流能来源于月球、太阳引力，其它海洋能均来源于太阳辐射，海洋面积占地球总面积的71%，太阳到达地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分转化成各种形式的海洋能。潮汐能的主要利用方式为发电，目前世界上最大的潮汐电站是法国的朗斯潮汐电站，中国的江夏潮汐实验电站为国内最大。

2、波浪能

波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪发电是波浪能利用的主要方式，此外，波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。

3、海水温差能

海水温差能是指涵养表层海水和深层海水之间水温差的热能，是海洋能的一种重要形式。低纬度的海面水温较高，与深层冷水存在温度差，而储存着温差热能，其能量与温差的大小和水量成正比。温差能的主要利用方式为发电，首次提出利用海水温差发电设想的是法国物理学家阿松瓦尔，1926年，阿松瓦尔的学生克劳德试验成功海水温差发电。温差能利用的最大困难是温差大小，能量密度低，其效率仅有3%左右，而且换热面积大，建设费用高。

 

4、盐差能

盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能，是以化学能形态出现的海洋能。主要存在与河海交接处。同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。据估计，世界各河口区的盐差能达30TW，可能利用的有2.6TW。中国的盐差能估计为1.1×10 KW，主要集中在各大江河的出海处，同时，中国青海省等地还有不少内陆盐湖可以利用。盐差能的研究以美国、以色列的研究为先，中国、瑞典和日本等也开展了一些研究。但总体上，对盐差能这种新能源的研究还处于实验室实验水平，离示范应用还有较长的距离。

5、海流能

海流能是指海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是另一种以动能形态出现的海洋能。海流能的利用方式主要是发电，其原理和风力发电相似。 

全球海洋能的理论发电量预计可达到每年10万太瓦时（Twh），20世纪70年代的石油危机开启了开发海洋能的热潮，80年代中期到90年代末，海洋能的开发陷入低谷。进入21世纪国际社会对海洋能的关注急剧升温，有10多个国家已经为开发海洋能出台了专门的扶持政策，包括英国在内的一些国家建立了全方位的海洋能测试中心，全球已经提出了超过4000种波浪能转化技术。

根据欧洲海洋能协会2010年发布的《欧洲2010—2050年海洋能路线图》，欧洲海洋能发电的装机容量到2020年可达3.6吉瓦（GW），到2050年可达近188吉瓦（GW），将分别占到欧盟27国电力需求的0.3%和15%。^[2]

海洋能不论在投资还是产能方面，其发展都远远低于欧盟的预期（即到2020年产能达到36亿瓦），其中的一个挑战是如何让5至10兆瓦产能的潮汐能项目商业化。此外，据英国碳信托公司的估计，每千瓦时的波浪能和潮汐能的均化成本分别是0.38-0.48英镑和0.29-0.33英镑，相比之下核能和离岸风能仅为0.09-0.10英镑。^[3]

 欧债危机使得各国政府纷纷削减开支，降低了对海洋能发展的支持力度，这使得欧洲的海洋能技术可能需要很长一段时间才能获得突破。因此，即使吸引了可观的投资，要实现使海洋能成为欧洲一种主要能源或许仍需十年时间。

中国的海域储存潮汐能1.1亿千瓦，潮流能1200万千瓦，海流能2000万千瓦，波浪能1.5亿千瓦，科技部将进一步加大对海洋能开发利用方面的投入力度，将以万千瓦级潮汐试验电站低成本建设关键技术和海岛多能互补发电系统关键技术研发及示范等重点项目为依托，组织开展潮汐能、波浪能、海流能及其他各类海洋能技术的研发。

中国利用海洋能是从潮汐能开始的，在沿海已建成一些潮汐发电站，其中建在浙江乐清湾内的江厦港电站是中国最大的潮汐发电站，也是世界上第三大潮汐发电站，80年代以来获得较快发展，航标灯浮用微型潮汐发电装置已趋商品化，与日本合作研制的后弯管型浮标发电装置，已向国外出口，该技术属国际领先水平。在珠江口大万山岛上研建的岸边固定式波力电站，第一台装机容量3KW的装置，1990年已试发电成功。

中国潮流发电研究始于20世纪70年代末，首先在舟山海域进行了8KW潮流发电机组原理性试验。温差发电研究始于20世纪80年代初，国家海洋局第一海洋研究所在“十一五”期间重点开展了闭式海洋温差能利用的研究，完成了海洋温差能闭式循环的理论研究工作，并完成了250W小型温差能发电利用装置的方案设计。^[4]

 

[1] 邢继俊,黄栋，赵刚。低碳经济报告。电子工业出版社，2010。
[2] 何建坤。低碳技术是发展低碳经济的关键。绿叶，2009（1）。